[发明专利]一种含石墨烯微弧氧化耐蚀陶瓷层的制备方法

说明书

本发明提供了一种含石墨烯微弧氧化耐蚀陶瓷层的制备方法，涉及材料表面加工技术领域，该方法包括：本发明通过微弧氧化和电泳沉积交替作用，通过电泳沉积将石墨烯碎片沉积到陶瓷层上，再通过微弧氧化将沉积在表面和孔洞的石墨烯碎片再次掺入到陶瓷层内部，进而提高陶瓷层的耐腐蚀性能，得到了含石墨烯的更耐腐蚀的微弧氧化陶瓷层，本发明中，含石墨烯微弧氧化耐蚀陶瓷层的制备方法运用微弧氧化技术和电泳沉积技术的交替作用，可使石墨烯进入到陶瓷层内部，使陶瓷层具有更好的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及材料表面加工技术领域，尤其是涉及一种含石墨烯微弧氧化耐蚀陶瓷层的制备方法。

背景技术

微弧氧化，是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁等金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法，是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。

电泳沉积是指在稳定的悬浮液中通过电场的作用，胶体的粒子沉积成材料的过程称之为电泳沉积。通过在溶液中加入两个电极，使溶液中悬浮的固体粒子在电场力的作用下向与粒子带相反电荷的电极移动，使固体粒子沉积于被涂工件上。

石墨烯是一种具备极强、极轻、极高韧性以及良好导电性的只有一层原子厚度的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，能够吸附和脱附各种原子和分子，因此，将这种材料在材料科学与工程领域具有很大的发展前景。

传统微弧氧化陶瓷层的制备工艺都是通过在恒流或者恒压条件下进行微弧氧化制备微弧氧化陶瓷层，虽能够对基体起到一定的保护作用，但所得涂层性能并不能达到最优，仍能够通过改善制备工艺使陶瓷层具有更好的耐腐蚀性能。

目前对于石墨烯微弧氧化陶瓷层制备研究较少，虽然有在电解液中加入石墨烯的专利及文章，但是由于石墨烯不容易进入陶瓷层中，耐腐蚀性能并不能提升很明显。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种含石墨烯微弧氧化耐蚀陶瓷层的制备方法，得到耐腐蚀性更优的含石墨烯的微弧氧化陶瓷层。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种含石墨烯微弧氧化耐蚀陶瓷层的制备方法，包括以下步骤：

1)、基体表面预处理：

用砂纸对基体表面进行打磨，处理完毕后使用无水乙醇、去离子水对基体表面进行清洗；

2)、配置微弧氧化电解液；

使用去离子水配置硅酸盐体系电解液，将配置好的硅酸盐体系电解液静置12h得到微弧氧化电解液；

3)、配置电泳沉积电解液：

将石墨烯碎片加入到有机溶剂中，超声分散2～3h，再加入硝酸盐，超声分散0.5～1h得到电泳沉积电解液；

4)、陶瓷层的制备：

①、将基体放入微弧氧化电解液中，以预处理后的基体作为阳极，微弧氧化电解槽作为阴极，在20℃恒温水浴的环境中，采用频率为50～500Hz，交流脉冲电压为400V～700V的交流电，在正负电压比5:1的条件下，将基体在步骤2)所配置的微弧氧化电解液中进行微弧氧化5～10min，将所制得的第一试样用去离子水洗净；

②、使用直流电源80～120V，以碳板为阳极，第一试样作为阴极，在室温下，将第一试样放入步骤3)所配置的电泳沉积电解液中进行电泳沉积3～7min，将所制得的第二试样用去离子水洗净；

③、再将第二试样放入微弧氧化电解液中，以步骤①的微弧氧化条件进行微弧氧化1～10min，将第二试样取出用去离子水洗净，浸入去离子水中8h，并在空气中晾干。